Il y a ensuite le problème de la fabrication à grande échelle. La production de masse nécessite de grandes quantités de feuilles sans défauts d’un matériau de type céramique pour fabriquer les électrolytes ainsi que des salles sèches pour l’assemblage, car ces électrolytes ont tendance à réagir avec l’eau. Les fabricants potentiels citent une gamme de prix potentiels pour les batteries à semi-conducteurs, mais la plupart s’attendent à ce qu’ils s’alignent sur ceux des packs lithium-ion au milieu des années 2030.
Le progrès
Aussi naissante que soit la technologie, les batteries à semi-conducteurs ont déjà connu des faux pas très médiatisés. Mais l’un des fabricants américains de batteries à semi-conducteurs les plus avancés affirme qu’il est sur le point de pouvoir commercialiser son produit. QuantumScape, soutenu par Bill Gates, a été lancé dans la Silicon Valley en 2010 et a construit sa batterie autour d’une classe de matériaux céramiques qui, selon elle, sont compatibles avec le lithium, ce qui signifie qu’il n’y a pas de formation de dendrites. « Nous avons ensuite passé environ 10 ans à apprendre à le traiter pour satisfaire à toutes les autres exigences », explique Tim Holme, cofondateur et directeur de la technologie de QuantumScape. En 2025, la startup a annoncé une méthode de fabrication propriétaire à grande échelle pour produire et traiter thermiquement rapidement les électrolytes céramiques utilisés dans ses batteries. “Personne n’a jamais fait cela dans le domaine de la céramique auparavant”, affirme Holme. Depuis 10 000 ans, la production de céramique implique une cuisson lente des matières premières dans un four au fil des jours. « Nous avons trouvé un moyen de réduire cette durée à quelques minutes », dit-il.
De nombreuses autres entreprises font également progresser la technologie. Toyota, le plus grand constructeur automobile mondial, a lancé un programme de recherche sur les batteries à semi-conducteurs en 2010. Il s’associe désormais à la société mondiale d’énergie et de pétrole Idemitsu Kosan sur une usine pilote, promettant des voitures capables de parcourir jusqu’à 745 miles après une charge de 10 minutes ou moins – un grand pas en avant, si cela fonctionne. En Chine, CATL, le géant à l’origine d’environ 40 % du marché mondial des batteries, se lance également dans la recherche agressive de batteries à semi-conducteurs, injectant près de 2,6 milliards de dollars dans un programme de recherche rien qu’en 2024. Mercedes, quant à elle, a équipé l’une de ses berlines EQS de batteries à semi-conducteurs l’automne dernier ; après avoir parcouru 750 milles sans arrêt, la voiture avait encore une certaine autonomie à revendre.
La technologie gagnera-t-elle du terrain ? Compte tenu de la taille du marché potentiel, il est judicieux d’investir dans les batteries de véhicules. Mais toute légère hausse des coûts est généralement répercutée sur les acheteurs, de sorte que les premières batteries à semi-conducteurs pour véhicules électriques seront inévitablement plus chères.
Les acheteurs de stockage en réseau, qui s’efforcent de répondre à la demande croissante posée par les centres de données, peuvent également hésiter à acheter de nouvelles technologies dont les coûts n’ont pas encore été réduits. Là encore, la promesse d’un stockage d’énergie d’une durée plus longue que les huit heures typiques du lithium-ion pourrait les rendre plus faciles à convaincre.
Certaines entreprises s’inspirent d’un modèle utilisé par les entreprises en quête de fusion : se concentrer sur les marchés à court terme avec de meilleures marges pour aider à financer le développement et à réduire les coûts. Des entreprises à semi-conducteurs, notamment Solid Energies, basée en Californie, et Sion Power, dont le siège est en Arizona, envisagent de vendre des batteries à l’industrie aéronautique ou à l’armée. « Ce sont des secteurs moins sensibles aux coûts et qui nécessitent généralement également des volumes plus faibles », explique Evelina Stoikou, analyste en chef des technologies de batteries et des chaînes d’approvisionnement au sein du cabinet de conseil BloombergNEF. “C’est un bon moyen de prouver votre concept, puis de financer l’usine pilote où vous pourrez le réaliser et éventuellement le développer à plus grande échelle.”
Compteur de progression ………… 7
La technologie fonctionne, les capitaux sont là et la demande n’est pas loin derrière. Mais comme pour tout ce qui concerne le secteur manufacturier, des inconnues demeurent.
